Остаточное напряжение вметаллические отливкиЭто серьезная проблема, которая может повлиять на производительность и долговечность металлических компонентов. Прогнозирование и управление этими стрессами имеет решающее значение для обеспечения качества и долговечности конечного продукта.
Прогнозирование остаточного напряжения в отливках
Остаточное напряжение в отливках можно спрогнозировать с помощью вычислительных методов, таких как анализ методом конечных элементов (FEA). Эти моделирования учитывают тепловые и механические процессы во время литья, включая затвердевание и охлаждение.
Уменьшение образования остаточного напряжения
Для уменьшения образования остаточных напряжений в отливках можно использовать несколько подходов. Контролируемое охлаждение — это один из методов, при котором отливка охлаждается с одинаковой скоростью, чтобы предотвратить дифференциальное сжатие. Оптимизация конструкции отливки, чтобы избежать острых углов и толстых секций, также может помочь, поскольку эти области склонны к более высоким концентрациям напряжений. Кроме того, изменение состава сплава для достижения более равномерного затвердевания может снизить напряжение.
Обнаружение остаточного напряжения
Обнаружение остаточного напряжения в отливках может быть достигнуто с помощью различных методов неразрушающего контроля. Рентгеновская дифракция (XRD) — это распространенный метод, позволяющий измерить расстояние между кристаллическими плоскостями материала для определения напряженного состояния. Ультразвуковой контроль также можно использовать для обнаружения изменений свойств материала, свидетельствующих о напряжении. Тензорезисторы можно применять для непосредственного измерения поверхностных деформаций.
Снятие напряжений в чугунных отливках
Для устранения остаточных напряжений вчугунОтжиг является широко используемым методом. Это включает в себя нагрев отливки до температуры ниже точки плавления, выдерживание ее при этой температуре, чтобы обеспечить релаксацию напряжений, а затем медленное охлаждение. Этот процесс позволяет снять внутренние напряжения без существенного изменения свойств материала.
Снятие напряжений в стальных отливках
Длястальное литье по выплавляемым моделямТакже эффективен отжиг для снятия напряжений. Процесс аналогичен процессу обработки чугуна, но используемые температуры обычно выше из-за различных термических свойств стали. Контролируемый нагрев и охлаждение имеют решающее значение для предотвращения возникновения новых напряжений во время процесса.
Снятие напряжений в отливках из цветных сплавов
Сплавы цветных металлов, такие как алюминиевые и медные сплавы, также требуют снятия напряжений для улучшения их характеристик. Эти материалы обычно снимаются с помощью термических методов, как и черные металлы, но часто при более низких температурах. Кроме того, для некоторых сплавов цветных металлов можно использовать методы снятия механического напряжения, такие как вибрационное снятие напряжения, при котором механические вибрации используются для перераспределения и снятия внутренних напряжений.
Время публикации: 22 ноября 2024 г.